葉 吉，梁永梅，卞金洪

（1.江蘇江陰市華澄實業(yè)有限公司江陰市華澄建筑安裝工程有限公司，江陰214400；2.鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)航道管理處工程科，鎮(zhèn)江212000；3.江陰一建建設(shè)有限公司，江陰214400）

井點降水強夯法又叫高真空擊密法［1-3］，被用于砂土、粉土等滲透系數(shù)較大的地基處理工程中，但由于該技術(shù)處理深度有限（一般降深為1.5～2.0 m），因此強夯時部分夯擊能形成的浮力反作用于夯錘，使大部分夯擊能散減抵消，故不適用于強夯加固。“軟弱地基輕型井點結(jié)合塑料排水板復(fù)合加固方法”［4］（以下簡稱“輕井塑排加固法”），是將深層處理塑料排水板和輕型井點降水行之有效地結(jié)合起來，通過深淺層有機結(jié)合，發(fā)揮了各自的特點，強夯夯擊能通過塑料排水板的深層傳遞，既解決了塑料排水板強夯法產(chǎn)生的淺層含水量過高，易破壞土體形成彈簧土的弊端［5-7］，又解決了輕型井點降水結(jié)合強夯處理深層受限的問題。

1 施工工藝與適用范圍

圖1為輕井塑排加固法布點示意圖。該工法綜合應(yīng)用堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓、井點降水結(jié)合強夯工藝，通過塑料排水板插入需加固深度，形成排水通道，利用粘土層較其他土質(zhì)的密封性能好的特點，塑料排水板插入所需深度后，上部端頭置入距表層2～3 m的粘土層，然后插入井點管并與塑料排水板形成一體式輕井塑排井點，從而使降水井點達到延伸的目的，以處理10 m范圍土體。文章結(jié)合靖江新港作業(yè)區(qū)公用碼頭段，采用輕型井點結(jié)合塑料排水板復(fù)合加固方法加固軟基，介紹該工藝施工工法，并通過現(xiàn)場監(jiān)測、標貫試驗和室內(nèi)試驗檢驗加固效果。

圖1 輕井塑排加固法布點示意圖Fig.1 Arrangement of composite method of well point dewatering and plastic drainagte plate

該施工工法優(yōu)點：

（1）經(jīng)過處理后，在表層形成一定厚度的硬殼層，淤泥質(zhì)土承載力≥120 kPa，通過高速夯擊能，在砂性土承載力≥150～180 kPa，滿足設(shè)計使用要求。

（2）經(jīng)過處理后，土層的含水量降低，土層得到密實，可消除表層土的液化。

（3）處理過程中，采取的隔水、封水措施，使出水量大于補給水量，能夠很好的防止處理區(qū)以外的水倒灌，使處理效果得到保障。

（4）施工過程通過各種儀器對土體處理效果的監(jiān)測，是信息化的過程，通過過程監(jiān)測，不斷調(diào)整施工參數(shù)，使處理效果達到最佳。

（5）處理過程中，地下水位降低，對其下土層有很好的降水預(yù)壓作用。

本技術(shù)用于處理軟弱地基加固，適用于我國沿海、渤海地區(qū)新吹填含砂但有淤泥夾層、淤泥質(zhì)粉土以及含泥量較高的淤泥質(zhì)粉砂土。適合大面積堆場及道路的施工，在大面積施工時，成本低，工期快。經(jīng)該工法處理后，能達到理想的承載力要求（100～150 kPa以上）。由于設(shè)計塑料排水板結(jié)合輕型井點，利用強夯夯擊能作為荷載，因此由塑料排水板的入土深度建立排水通道，同時作為強夯夯擊傳遞能量的通道，為深層加固創(chuàng)造了條件。

新吹填淤泥質(zhì)粉土，高靈敏度、高壓縮性、高含水量、低強度土，而其中的低強度制約了本技術(shù)的實施，因此，在處理類似土質(zhì)時，可先行采取以下方法：

（1）含砂量較高的土質(zhì)（含砂量20%以上）。將需處理場地先行挖明溝排水，明溝設(shè)置間距為10～15 m，溝寬0.8～1.0 m，深為1.0～1.5 m；采用水挖機開溝，施工原則是：先成形，再成溝。即由于含水量高，場地在無法成溝的情況下，先理出溝形進行明排水，過2～3 d再在成形的基礎(chǔ)上用水挖機開溝，逐漸成溝（一般經(jīng)3～5次后即能達到標準）。開挖時挖出的泥土堆在兩溝之間控水，溝成形后，溝間土用推土機推平，即可進入強夯設(shè)備進行輕井塑排法加固。

（2）對含泥量較高的土質(zhì)。采取淺層預(yù)壓法（3～4 m），通過真空預(yù)壓處理以達到滿足強夯設(shè)備進場，一般淺層（3～4 m）承載力滿足60 kPa，強夯設(shè)備帶路基箱即可進行輕井塑排加固法施工。

（3）對三高一低軟弱地基。加固控制強夯施工的原則為先輕后重，少擊多遍，逐級加能，根據(jù)各地的地質(zhì)條件，一般夯擊遍數(shù)不宜超過4～5遍，且每遍夯后需等孔壓消散后進入下一遍夯擊。

2 分層沉降

通過監(jiān)測軟土層不同深度的沉降值，可以得到軟土層不同深度的沉降時程曲線，從而了解加壓荷載對沉降的影響深度、深層土體的工后沉降何時可以趨于穩(wěn)定等，為工程設(shè)計及沉降計算提供依據(jù)。分層沉降標主要由電磁式FC-50型分層沉降儀，φ82 mm波紋管，φ71×6 mm硬塑料管及φ3 mm的銅絲感應(yīng)線圈組成。為保證測試精度，應(yīng)將測頭放入最下面磁環(huán)以下，然后慢慢上提測頭，記錄磁環(huán)位置，反復(fù)2次取均值。施工期每天1次、荷載穩(wěn)定期為2 d/次。

分層沉降曲線圖見圖2。從分層沉降的變化規(guī)律來看，土體在9～10 m以上部分均有明顯的下沉，進一步驗證了場地軟基處理的影響深度約為10 m。在部分測點，5～6 m深度左右的沉降量相對較大，原因可能在于井點管的埋設(shè)深度約為6 m，在井點降水的作用下導(dǎo)致該深度土層的固結(jié)沉降更加顯著。從淺層的沉降監(jiān)測結(jié)果來看，分層沉降環(huán)的沉降量與表面沉降的監(jiān)測結(jié)果吻合較好。

圖2 分層沉降變化曲線Fig.2 Curves of layered settlement

3 固結(jié)計算驗證

根據(jù)場地的實際使用情況，豎向沉降量及其固結(jié)度是本工程監(jiān)測與計算的主要考察對象，地基處理范圍內(nèi)某一深度的平均固結(jié)度一般采用下式進行計算［8］

式中：cv為土的豎向排水固結(jié)系數(shù)；H為待加固土層的厚度，m；t為固結(jié)時間，s；M=。

對于考慮一維固結(jié)的土體，反映孔隙水壓力總的消散程度的固結(jié)度就等于其變形比，即式（2）所示

式中：S（∞）為土體的最終壓縮量，S（∞）=mvu0H；S（t）為 t時刻的土層沉降量；u0為初始孔隙水壓力為 t時刻平均孔隙水壓力。

結(jié)合該項工程，S（t）即為現(xiàn)場的實際監(jiān)測沉降量，S（∞）可通過分層總和法計算得出，固結(jié)度的計算結(jié)果見表1。

采用分層總和法計算得到的試驗區(qū)總沉降量為67.3 cm，根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)計算得出的場地固結(jié)度最大值為98.1%，最小值為80.8%，場地的平均固結(jié)度為92.8%。

表1 土體固結(jié)度計算結(jié)果Tab.1 Calculated results of consolidation degree

4 室內(nèi)土工試驗數(shù)據(jù)分析

在加固前后現(xiàn)場取樣進行室內(nèi)土工試驗研究，測定土體的強度、變形等物理力學(xué)性質(zhì)指標，為軟基加固效果評價分析提供依據(jù)。試驗內(nèi)容主要包括基本物理參數(shù)如密度、孔隙比等和基本力學(xué)參數(shù)如壓縮系數(shù)、壓縮模量、固結(jié)系數(shù)等。試驗原理方法詳見《土工試驗方法標準》（G/BT 50123-1999）［9］。地基處理前后取土進行室內(nèi)試驗得到的土體物理力學(xué)參數(shù)統(tǒng)計列入表2、表3。

通過室內(nèi)試驗結(jié)果對比分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過“軟弱地基輕型井點結(jié)合塑料排水板復(fù)合加固方法”處理后，土體密實度、壓縮模量及C、φ值等均有所提高。表層2.0～3.0 m由于是沖填砂層，且在處理后要進行推平處理，擾動較大，其強度和變形等參數(shù)變化不大。處理后4.0～6.0 m深度范圍內(nèi)土層按平均值計算的孔隙比減小了5.4%，壓縮模量提高了78.0%，反應(yīng)土體強度指標的c、φ值則分別增長了34.0%和3.5%，各項指標在該深度范圍內(nèi)的增長率最大，說明夯擊能的有效功也最大，處理效果最好。15 m深度處的各項物理力學(xué)指標變化不大，進一步驗證了“輕井塑排加固法”可以有效加固地基強度。

表2 處理前各土層物理力學(xué)性質(zhì)Tab.2 Soil parameters before reinforcement

表3 處理后各土層物理力學(xué)性質(zhì)Tab.3 Parameters of reinforced soil

5 結(jié)論

（1）從分層沉降的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，“軟弱地基輕型井點結(jié)合塑料排水板復(fù)合加固方法”場地軟基處理的影響深度約為10 m，且在4.0～6.0 m深度范圍內(nèi)的加固效果特別明顯。

（2）從地基承載力分析，加固后根據(jù)經(jīng)驗公式估算的地基承載力為256.3 kPa；8～10 m深度處的粉砂夾粉土層的標貫擊數(shù)由加固前的3擊增長到5擊，加固后根據(jù)經(jīng)驗公式估算的地基承載力為116.5 kPa；地基承載力提高明顯，加固深度達到設(shè)計要求。

（3）通過室內(nèi)土體物理參數(shù)各項指標變化，說明“輕井塑排加固法”使施工夯擊能的有效功最大，處理效果最好。

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